一种硅碳负极材料及其制备方法、负极片和锂离子电池技术

本发明专利技术涉及锂离子电池负极材料技术领域，具体而言，涉及一种硅碳负极材料及其制备方法、负极片和锂离子电池。硅碳负极材料包括复合纤维，复合纤维包括核层和碳包覆层；核层具有孔隙结构，核层包括碳骨架和硅材料；复合纤维的横截面中，孔隙结构的面积为S<subgt;孔</subgt;，硅元素的面积为S<subgt;硅</subgt;，碳元素的面积为S<subgt;碳</subgt;，0.5≤S<subgt;孔</subgt;/(S<subgt;硅</subgt;+S<subgt;碳</subgt;)≤2。该核层中的硅材料能提供更高的克容量，碳骨架能提供机械强度并增强材料的导电性能；核层具有孔隙结构，能在硅材料充电时提供缓冲空间，提高循环性能；碳包覆层可以有效降低材料的比表面积，避免硅材料与电解液直接接触，提高首次库仑效率；满足关系式能保证硅材料有足够的缓冲空间，可进一步提高循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池负极材料，具体而言，涉及一种硅碳负极材料及其制备方法、负极片和锂离子电池。

技术介绍

1、随着新能源行业的发展，人们对锂电池能量密度也提出了越来越严苛的要求，传统的锂离子负极材料石墨的容量开发已逼近其理论容量，亟需开发新的负极材料满足高能量密度的需求。而硅负极材料具有超高的理论容量，并且其还具有来源广泛、低毒性等优点，是最具有发展前景的下一代锂离子电池负极材料。

2、但是，硅作为本征半导体，电导率极低。并且，在锂离子嵌入脱出过程中，硅巨大的体积膨胀会导致活性材料的破碎，固体电解质膜的不断破裂修复，以及剥离集流体层，给硅基材料电池带来了循环性能差、首次库仑效率低等问题，遏制了其大规模发展。

3、有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

1、本专利技术的第一目的在于提供一种硅碳负极材料，其核层中包括碳骨架和硅材料，其中硅材料可以提供更高的克容量，碳骨架能提供一定的机械强度并增强材料的导电性能，并且核层具有孔隙结构，能在硅材料充电时提供缓冲空间，减少内部应力，防止材本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种硅碳负极材料，其特征在于，所述硅碳负极材料包括复合纤维，所述复合纤维包括核层以及包覆在所述核层外表面上的碳包覆层；

2.根据权利要求1所述硅碳负极材料，其特征在于，满足以下条件至少其一：

3.根据权利要求1所述硅碳负极材料，其特征在于，所述复合纤维中的所述核层的平均直径为0.3～2.5μm。

4.根据权利要求1所述硅碳负极材料，其特征在于，所述核层的平均直径占所述复合纤维的平均直径的50％～95％。

5.根据权利要求1所述硅碳负极材料，其特征在于，所述硅碳负极材料的比表面积为40～50m2/g。

6.根据权利要求1所述硅...

【技术特征摘要】

1.一种硅碳负极材料，其特征在于，所述硅碳负极材料包括复合纤维，所述复合纤维包括核层以及包覆在所述核层外表面上的碳包覆层；

2.根据权利要求1所述硅碳负极材料，其特征在于，满足以下条件至少其一：

3.根据权利要求1所述硅碳负极材料，其特征在于，所述复合纤维中的所述核层的平均直径为0.3～2.5μm。

4.根据权利要求1所述硅碳负极材料，其特征在于，所述核层的平均直径占所述复合纤维的平均直径的50％～95％。

5.根据权利要求1所述硅碳负极材料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宽，古立虎，刘芳，
申请(专利权)人：四川紫宸科技有限公司，
类型：发明
国别省市：